贵金属纳米金粒子由于具备独特的电、光、磁、催化性质,在诸多领域具有非常重要的作用,已广泛应用于包括生物检测、生物标记和表面增强拉曼等领域。然而,由于金属纳米粒子的高比表面积所引起的团聚现象限制了其发展。一种有效的防止金属纳米粒子团聚的方法是将金属纳米粒子负载到聚合物、介孔基质或者一些基底材料如石墨烯、二氧化硅、金属氧化物等。随着科学技术对发展环境友好、可再生材料要求的日益提高,利用天然高聚物代替传统的无机材料或高聚物材料负载纳米催化剂受到越来越高的重视。纳米纤维素作为绿色、天然纤维素的一种重要衍生物,以其高比表面积,优异的机械性能,尺寸可控、化学可修饰等优异性能可应用于模板材料、光学材料、医学材料等诸多领域。利用纳米纤维素负载金属纳米粒子或者作为纳米探针的光学检测基底材料,可以增加金属纳米粒子的分散性,还能得到稳定性好,性能更加优良的纳米金属/纳米纤维素复合材料。本研究以棉纤维为原料,通过TEMPO氧化辅助硫酸水解法、过硫酸铵（Ammonium persulfate,简称为APS）一步法、TEMPO催化氧化-机械法分别成功制备得到三种含有羧基的纳米纤维素,根据制备所得的纤维形态及方法的不同,分别为TO-NCC（TEMPO-Oxidized nanocrystalline cellulose）、AO-NCC（APS-Oxidized nanocrystalline cellulose）和TO-NFC（TEMPO-Oxidized Nanofibrillated Cellulose）。探究了这三种方法所制得的氧化纤维素的形态、粒径、羧基含量,并对其化学结构、结晶度、晶型、热稳定性等进行了对比分析。还用谷胱氨酸制备出了发射光波长在630nm的小尺寸球形金纳米粒子水溶胶（GSH-AuNPs）,直径约为2³nm,具有较强的发光效率和较高的荧光量子效率,可以发出强烈的红色荧光。将其与制备所得的羧基化NFC和NCC分别制备出了两种复合材料,具体应用如下:（1）首次将纳米纤丝纤维素应用于重金属污染物汞离子的可视化检测传感器基底,用谷胱氨酸功能化的GSH-AuNPs作为探针均匀的分布在该透明基底中,利用GSH-AuNPs与Hg²⁺的嗜金属反应,制备出了一种新型的可实现汞离子快速高效检测的高透明高稳定性可视化检测传感器。GSH-AuNPs作为检测Hg²⁺的探针具有高灵敏性和高选择性,NFC表面具有大量的羟基和羧基基团、其纤维的高长径比和纳米尺寸使传感器具备较高的比表面积、好的机械性能,使得汞离子的吸附检测更加灵敏;NFC膜的超清透明性,使得GSH-AuNPs的荧光性能不会受到损失,从而达到裸眼检测的效果。除此之外,该复合膜传感器还具有环境友好,轻便易携带,成本低,可生物降解,具有较好的实用性和环境适应性的特点。（2）使用过硫酸铵一步法制备出表面羧基化的纳米微晶纤维素,设计出一种巯基化接枝纳米金粒子的实验方案,为将其应用于金纳米粒子的载体在肿瘤靶向检测诊断作用做了初步的研究与探讨。